[發(fā)明專利]用于復(fù)合增強(qiáng)物的混合的織造紡織品

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580055691.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN106795665A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.布萊克本;S.J.希爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 塞特工業(yè)公司
• 主分類號(hào): D03D15/00
• 分類號(hào): D03D15/00;D03D13/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 林毅斌,周李軍

背景

可以使用不同的方法制造三維聚合物復(fù)合零件，這些方法之一是高壓釜模制。在該高壓釜模制方法中，用樹脂基質(zhì)預(yù)浸漬通常由碳纖維構(gòu)成的織物。將預(yù)浸料典型地置于模具中，并且然后在真空下加熱以固化該浸漬的樹脂并且產(chǎn)生最終復(fù)合零件。有待模制成復(fù)合物的預(yù)浸料具有易于使用和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)。然而，這些預(yù)浸料也具有以下缺點(diǎn)：具有有限的懸垂性(即，懸垂的能力)。

另一種復(fù)合物制造方法是液體模制。樹脂傳遞模制(RTM)和真空輔助的樹脂傳遞模制(VARTM)是一些具體實(shí)例。在液體模制過程中，使干的增強(qiáng)纖維(沒有基質(zhì)樹脂)的層成型并且壓制成稱為“預(yù)成型件”的粘著性成型結(jié)構(gòu)。這種預(yù)成型件然后經(jīng)常在關(guān)閉的模具或封閉的真空袋中用未固化的液體樹脂灌注。在完成該樹脂灌注階段后，固化該樹脂，產(chǎn)生固體復(fù)合零件。液體模制技術(shù)在制造復(fù)雜成型的結(jié)構(gòu)中是尤其有用的，否則這些復(fù)雜成型的結(jié)構(gòu)難以使用常規(guī)的預(yù)浸料技術(shù)進(jìn)行制造。此外，用于形成預(yù)成型件的干的、柔性的纖維材料由于其較長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命和對(duì)于更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)的適用性可以具有優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的樹脂浸漬的預(yù)浸料材料的顯著優(yōu)點(diǎn)。

概述

本披露的一個(gè)目的是提供一種混合的、織造的紡織材料，該紡織材料可以用于制造纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。該混合的紡織材料是由在編織圖案中與非織造纖維的條帶交織的單向纖維構(gòu)成的織造織物。在實(shí)施例中，該混合的、織造的紡織材料是多孔的并且相對(duì)于在RTM方法中使用的液體樹脂是可滲透的，并且由這種織造的紡織材料形成的預(yù)成型件可以在RTM方法期間用液體樹脂灌注。

附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是基于又稱為單編織(Uni-Weave)的織造單向構(gòu)造的織物結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖2是在圖1中示出的織造織物的橫截面視圖，示出了卷曲。

圖3示意性地說明了基于又稱為單縫合(Uni-Stitch)的縫合單向構(gòu)造的織物結(jié)構(gòu)。

圖4示出了用于在圖3中示出的織物結(jié)構(gòu)的縫合錨定機(jī)制。

圖5示意性地說明了根據(jù)本披露的實(shí)施例的混合的織造織物。

圖6是在圖5中示出的織造織物的橫截面視圖。

圖7是根據(jù)本披露的一個(gè)實(shí)施例制成的平紋編織的織造織物的照片圖像。

圖8是示出了在樹脂灌注的預(yù)成型件的制造中使用的三種不同的織物構(gòu)造的平面內(nèi)滲透性能的比較的圖。

詳細(xì)說明

制造基于單向纖維的紡織品的一些可用的技術(shù)包括：編織、縫合或粘合。

織造的單向構(gòu)造(又稱為單編織)是一種編織方法。在此，可以在第二軸中編織輔助紗線以便將這些結(jié)構(gòu)纖維錨定在主軸中。這些輔助紗線典型地是細(xì)纖維以便最小化纖維卷曲。單編織構(gòu)造的實(shí)例和卷曲模型分別在圖1和2中示出。在這種構(gòu)造中使用的常見的輔助纖維類型是玻璃、聚酯和共聚酰胺。這種類型的構(gòu)造更適合于0°取向的增強(qiáng)織物，但還可以用來構(gòu)建90°和極角取向(polar orientated)的織物。典型地發(fā)現(xiàn)單編織織物在主要取向上具有95％并且在第二取向上具有5％的纖維質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)這種類型的織物的特征是以差的紡織品完整性和低的平面內(nèi)機(jī)械特性為代價(jià)的良好的滲透性和懸垂性(即，懸垂的能力)。典型地觀察到0°拉伸和壓縮特性受制于由緯線輔助纖維引起的卷曲效應(yīng)。調(diào)節(jié)該織物的編織圖案可以幫助減小卷曲效應(yīng)的頻率，但這典型地伴隨著紡織品穩(wěn)定性的進(jìn)一步降低。解決低穩(wěn)定性有時(shí)可以在基于聚合物的輔助紗線的情況下通過熱處理或者通過加入穩(wěn)定化介質(zhì)如粉末粘合劑或?qū)訅航q毛狀物來實(shí)現(xiàn)，但是這些方案然后經(jīng)常將降低最終織物的滲透性并且引入關(guān)于耐環(huán)境性和耐溶劑性的另外的問題。

縫合的單向構(gòu)造，又稱為單縫合，是基于經(jīng)編機(jī)的使用以便通過使用與浮動(dòng)緯線輔助紗線互鎖的全厚度縫合將這些結(jié)構(gòu)纖維錨定到該主軸上，并且由此約束在該縫合線與輔助紗線之間的主纖維。單縫合構(gòu)造的實(shí)例和縫合錨定機(jī)制分別在圖3和4中說明。在此方法中使用的縫合線典型地是或者聚酯或共聚酰胺，而這些輔助線或者是相同的或者由玻璃制成，發(fā)現(xiàn)在這些構(gòu)造中的縫合線和輔助紗線的質(zhì)量典型地是總質(zhì)量的2％-6％。這種類型的單向紡織品適合作為0°取向的增強(qiáng)織物，然而90°取向的增強(qiáng)物也是可能的。單縫合構(gòu)造由于相對(duì)減少水平的平面外卷曲典型地示出在機(jī)械性能方面優(yōu)于織造結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，但當(dāng)與預(yù)浸帶產(chǎn)物比較時(shí)由于束間間隙和來自縫合的殘余卷曲仍示出減少。因此，通常發(fā)現(xiàn)這些織物的滲透性高于其織造等效物的滲透性，同時(shí)由于縫合線的局部錨定效率，操作穩(wěn)定性也得以改進(jìn)。